Dom » Dodaci » Ekološki problem upotrebe toplotnih motora. Metode rješenja

Ekološki problem upotrebe toplotnih motora. Metode rješenja

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Ministarstvo nauke Ruske Federacije

Samara State Aerospace University nazvan po akademiku S.P. Kraljica

Odjel za ekologiju

Ekološki problemi motora sa unutrašnjim sagorevanjem i načini njihovog rešavanja

Student R.A. Ignatenko, gr. 233

Učiteljica V.N. Vyakin

Samara 2004

Uvod

Uređaji za obradu goriva

Ukroćenje motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Ta čudna riječ "hibrid"

dimetil eter

Zaključak

Uvod

ugljikovodično dizel gorivo za motorna vozila

Danas je jedan od urgentnih ekoloških problema problem motornog saobraćaja, jer motori sa unutrašnjim sagorevanjem koji rade na rafinisane proizvode imaju najveći antropogeni uticaj na životnu sredinu. Svake godine, 250 miliona tona finih aerosola se emituje u Zemljinu atmosferu. Sada biosfera sadrži oko 3 miliona hemijskih jedinjenja koja nikada ranije nisu pronađena u prirodi.

Problem ekološke sigurnosti u radu motora sa unutrašnjim sagorevanjem zahteva razvoj ekološki prihvatljivih motornih goriva.

Ekološki problemi korištenja ugljikovodičnih goriva

Izduvni gasovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem su izvor organskih otrovnih materija kao što su fenantren, antracen, fluoranten, piren, krizen, dibenzpirilen i dr., koji imaju jaku kancerogenu aktivnost, kao i iritaciju kože i sluzokože respiratornog trakta.

Analiza mehanizama hemijskih reakcija koje se odvijaju u motoru tokom sagorevanja goriva pokazala je da je glavni razlog za stvaranje organskih otrovnih materija nepotpuno sagorevanje goriva:

u procesu sagorijevanja goriva, metali koji čine leguru motora su katalizatori mnogih kemijskih procesa koji dovode do stvaranja kondenzirajućih aromatičnih spojeva i njihovih derivata;

stvaranje čađi tijekom nepotpunog sagorijevanja goriva doprinosi aromatizaciji ugljikovodika;

hemijski sastav benzina značajno određuje koncentraciju nastalih kondenzovanih jedinjenja.

Najveća opasnost je katalitički reforming benzin, zbog velike nezasićenosti njegovih sastavnih ugljovodonika i visokog sadržaja aromatičnih ugljovodonika.

Benzin za katalitički kreking je manje opasan, iako ima nižu kalorijsku vrijednost.

Emisije organskih otrovnih materija koje nastaju prilikom sagorijevanja ugljikovodičnih goriva mogu se smanjiti na nekoliko načina:

povećati opskrbu kisikom u komori za sagorijevanje goriva, što će povećati postotak sagorijevanja organskih tvari;

da suzbije katalitičku aktivnost nikla i gvožđa, koji su deo legirane strukture komore za sagorevanje, uvođenjem male količine metalnog olova, koje je katalitički otrov za ove metale;

koristiti gorivo, u kojem dominiraju zasićeni ugljovodonici, prirodni gas, petrolej etar, sintetički benzin.

Savremene metode za poboljšanje kvaliteta dizel goriva

Dobijanje dizel goriva koja zadovoljavaju savremene zahtjeve moguće je poboljšanjem kvaliteta prerade nafte i uvođenjem paketa aditiva za različite namjene.

Glavne prednosti dizel motora u odnosu na druge motore sa unutrašnjim sagorevanjem su efikasnost i uporedna jeftinost goriva, pa se njihova upotreba stalno širi. Dizelizacija automobila i kamiona, koja raste u cijelom svijetu, uključujući i Rusiju, zahtijeva hitno rješavanje pitanja poboljšanja kvaliteta goriva, budući da su izduvni plinovi motora s unutrašnjim sagorijevanjem postali glavni izvor zagađenja zraka.

Vlade industrijalizovanih zemalja i niz međunarodnih organizacija sprovele su fundamentalne studije kako bi utvrdile uticaj najznačajnijih faktora kvaliteta dizel goriva (DF) na performanse motora i zagađenje životne sredine produktima sagorevanja. Ovi radovi su kulminirali usvajanjem novih standarda za dizel gorivo. Konkretno, Svjetska povelja o gorivu i evropski standard EN 590, koji, za razliku od trenutnog ruskog GOST 305-82, ozbiljno ograničavaju sadržaj sumpora, aromatičnih i poliaromatskih ugljovodonika u gorivu, uvode novi indikator "podmazivanje goriva" i postavljaju znatno viši nivo cetanskog broja.

Automobili su glavni uzrok smoga u velikim gradovima. Udio izduvnih plinova dostiže 4/5 ukupne količine štetnih emisija u atmosferu.

GOST 305-82 prestao je ispunjavati moderne zahtjeve za gore navedene pokazatelje, što već utiče na stanje zračnog bazena i zdravlje Rusa. Postoji potreba za usvajanjem novog, obaveznog, ruskog standarda, možda čak i strožeg od evropskog. Ovaj razvoj izgleda neizbježan. Iako proizvodnja novog goriva zahtijeva značajne napore rafinerija, to će u velikoj mjeri riješiti probleme ekološke sigurnosti i kvalitetnog rada dizel motora.

Ako je danas najveći dio domaćeg dizel goriva, zapravo, proizvod atmosferske destilacije ulja hidrotretiranog do sadržaja sumpora od 0,2%, onda je dobivanje modernog ekološki prihvatljivog dizel goriva tehnološki teži zadatak, a postizanje pokazatelja kao što je cetanski broj , mazivost, tačka tečenja danas je nemoguće bez uvođenja odgovarajućih aditiva.

Jedan od glavnih pokazatelja kvaliteta dizel goriva je cetanski broj (CN), koji služi kao kriterijum za samozapaljenje goriva, određuje trajnost i efikasnost motora, potpunost sagorevanja goriva i u mnogim slučajevima poštovanje, dim i sastav izduvnih gasova.

Borba za smanjenje emisije vozila najopasnijeg zagađivača - sumpor-dioksida, dovela je do pojave na tržištu duboko hidrotretiranog dizel goriva sa niskim sadržajem sumpora. Međutim, u praksi se pokazalo da njihova upotreba brzo onesposobljava opremu za dizel gorivo (pumpe za gorivo, injektore), jer. sa smanjenjem sadržaja sumpora ispod 0,1% kao rezultat hidrotretiranja, svojstva podmazivanja goriva, zbog prirodnih heteroatomskih organskih spojeva prisutnih u njemu, naglo padaju. U praksi, mazivost dizel goriva određuje se promjerom ožiljka od habanja na posebnoj mašini za trenje kuglica ili kao rezultat ispitivanja na klupi na jedinicama pune skale ili direktno na motorima. Usput, značajno se pogoršava kada se u dizel gorivo uvedu neki aditivi za povećanje cetana i depresiju zbog posebnosti njihove kemijske strukture.

Poboljšanje ekoloških performansi dizel goriva moguće je i uz pomoć aditiva protiv dima, koji smanjuju količinu jedne od najotrovnijih komponenti izduvnih plinova dizel motora - čađi s kancerogenim poliaromatičnim spojevima adsorbiranim na njemu. Učinkovitost aditiva protiv dima ovisi o vrsti motora i načinu njegovog rada. Domaći asortiman aditiva protiv dima predstavljaju uglavnom jedinjenja barijuma rastvorljiva u gorivu: IHP-702, IHP-706, EFAP-B, ECO-1. Koriste se u koncentraciji od 0,05-0,2%, moguće u kombinaciji sa aditivima za povećanje cetana (CPP) ili drugim aditivima. U inozemstvu nedavno odbijaju koristiti aditive koji sadrže barij zbog određene toksičnosti provedenog barijevog oksida.

Aplikaciju je pronašao tzv. modifikatori sagorevanja (katalizatori), koji su u gorivu topljivi kompleksi prelaznih metala (prvenstveno gvožđa), koji smanjuju ne samo sadržaj čađi, toksičnih ugljenika i dušikovih oksida u izduvnim gasovima, već i potrošnju goriva. U Rusiji su odobreni za upotrebu aditivi za dizel goriva FK-4, Angarad-2401 i "0010" na bazi složenih jedinjenja željeza.

Analiza glavnih trendova u razvoju prerade nafte pokazuje da je jedan od najefikasnijih načina za dobijanje modernih ekološki prihvatljivih dizel goriva, uz dubinsku hidrotretaciju, korištenje različitih međusobno kompatibilnih aditiva najnovije generacije, po pravilu, kao dio paketa.

Uređaji za obradu goriva

"Auspuh" možete redovno proveravati i podešavati na servisima.

Ruski naučnici dugi niz godina rade na problemu poboljšanja ekološke prihvatljivosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji koriste naftne derivate (benzin, dizel gorivo, lož ulje, kerozin) kao gorivo. Tokom brojnih istraživanja, naučnici su primijetili da gorivo mijenja svoje karakteristike pod utjecajem električnog polja. Rezultati ispitivanja "modificiranog" goriva pokazali su da je u stanju značajno smanjiti sadržaj štetnih tvari u izduvnim plinovima - i ne samo. Daljnji testovi su pokazali da eksperimentalno gorivo ima još nekoliko pozitivnih kvaliteta: smanjuje potrošnju goriva, povećava snagu motora, smanjuje buku motora i olakšava startovanje po hladnom vremenu, čisti komore za sagorevanje i produžava životni vek agregata.

Nakon što je tehnologija patentirana, ruska kompanija A.M.B. Sphere” je razvio industrijske uzorke novog uređaja za preradu goriva, koji su uspješno prošli nezavisna stolna i operativna testiranja u vodećim istraživačkim institutima u Rusiji i susjednim zemljama. Nakon toga, uređaji, koji su dobili brend "Sphere 2000", testirani su u realnim uslovima na automobilima pri vožnji u različitim ciklusima (gradski, prigradski i mješoviti). Ispitivanja su uključivala nove i polovne kamione i automobile najvećih domaćih i stranih proizvođača automobila: MAZ, VAZ, GAZ, KamAZ, Ikarus, Mercerdes-Benz, Nissan itd.

Naravno, niko nije očekivao fenomenalne rezultate, ali pokazani kvaliteti nam omogućavaju da govorimo o stvarnoj efikasnosti uređaja za prečišćavanje goriva Sfera 2000:

smanjenje potrošnje goriva za benzinske motore za 2-7%, za dizel motore - za 5-15%;

povećanje snage motora do 5%;

smanjenje toksičnosti izduvnih gasova na benzinskim motorima CO za 20-60%, CH za 40-50%, na dizel motorima CO do 48%, CH do 50% i NOx do 17%.

Ukroćenje motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim, napraviti automobil "zelenim" nije tako lako. Uzmimo, na primjer, motor s unutarnjim sagorijevanjem - glavni izvor ekoloških problema u automobilskoj industriji. Čini se da mu, uprkos svim pokušajima, u bliskoj budućnosti neće biti moguće pronaći ekvivalentnu zamjenu. A to znači da da biste stvorili "prijateljski" automobil, morate prije svega stvoriti "prijateljski" motor s unutarnjim sagorijevanjem. Sudeći po onome što se moglo vidjeti u Frankfurtu, vodeći svjetski proizvođači automobila rade – i to ne bez uspjeha – u tom pravcu. Moderna tehnologija vam omogućava da motore automobila učinite snažnijim, ekonomičnijim i ekološki prihvatljivijim. Ovo se odnosi i na benzinske i na dizel motore. Primjer za to je HDi porodica dizel motora koju su razvili stručnjaci Peugeot-Citroen i benzinski motori serije GDI iz Mitsubishija, koji značajno smanjuju potrošnju goriva i poboljšavaju ekološke parametre automobila.

Neki proizvođači su otišli i dalje, zamjenjujući tečna goriva tečnim ili komprimiranim plinom. BMW, na primjer, i brojne druge kompanije već masovno proizvode takve automobile. Ali, prvo, plin je također nezamjenjiv resurs, a drugo, nemoguće je u potpunosti izbjeći zagađenje okoliša, iako je, naravno, plinski motor "čišći" od benzinskog ili dizel motora. Kao što vidite, prvi koraci ka suzbijanju "predatora" su već napravljeni. Međutim, kako god da hranite vuka, on i dalje gleda u šumu i svima je jasno da je praktički nemoguće potpuno odustati od korištenja prirodnog goriva u motorima s unutarnjim izgaranjem ili njegove ispuhe učiniti apsolutno bezopasnim. A ako je tako, onda moramo priznati da stvaranje "prijateljskog" ICE nikako nije rješenje problema u cjelini, već samo kašnjenje, manje-više značajno.

Danas je moderno pričati i pisati o alternativnim motorima. Jedan od njih se tradicionalno smatra električnim. Ali i tu je sve daleko od toga da bude tako jasno kao što se na prvi pogled čini. Zaista, sam elektromotor ne zagađuje atmosferu, a osim toga, njegova upotreba omogućava izbjegavanje mnogih čisto inženjerskih problema povezanih s radom vozila. Ali takav motor, nažalost, ne može radikalno riješiti probleme okoliša. Dovoljno je podsjetiti da je proizvodnja električne energije danas prilično „prljav“ posao. Proizvodnja baterija je također povezana s korištenjem nezamjenjivih resursa i zagađenjem – i to koliko! -- Okolina. Ako se ovome dodaju neugodnosti povezane s ograničenim kapacitetom trenutno postojećih baterija, problemima njihovog punjenja, kao i recikliranjem baterija koje su odslužile svoje vrijeme, postaje jasno da elektromotor zapravo nije alternativa, ali još jedan palijativ. Naravno, automobili opremljeni elektromotorima će se u bliskoj budućnosti sve češće pojavljivati, ali će najvjerovatnije zauzeti samo određenu i prilično usku nišu. Posebno su električna vozila sasvim prikladna u ulozi gradskog prevoza. U Frankfurtu, na primjer, japanski proizvođači automobila predstavili su javnosti urbani električni koncept automobila Carro. Njegovi glavni potrošači trebali bi biti invalidi i starije osobe, koji ne mogu koristiti konvencionalni automobil. Snaga Kappo elektromotora je samo 0,6 kW, što ne dozvoljava mašini da postigne velike brzine, čime se obezbjeđuju dodatne mjere sigurnosti.

Ta čudna riječ "hibrid"

Takozvane "hibridne" ili "mješovite" elektrane mnogo su više namijenjene da automobil bude "domaći i blizak". Ova ideja nije nova. Početkom stoljeća mladi Ferdinand Porsche uspješno je radio na takvoj mašini u Lohneru. Princip "hibrida" je da samu mašinu pokreće električni motor, a energiju za nju generiše generator koji pokreće motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Moguća je i druga opcija - oba motora rade na pokretanju automobila. Čini se, šta je tu dobro: nedostaci elektromotora množe se nedostacima motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Međutim, nemojte žuriti sa zaključcima. Ovdje, kao iu matematici, množenje "minusa" sa "minusom" daje plus. Činjenica je da motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji pokreće električni generator radi sve vreme u istom režimu, a, kao što znate, promene u režimu rada motora dovode do povećanja potrošnje goriva i emisije štetnih materija u atmosfera. Osim toga, ICE, kao što smo već vidjeli, može biti prilično ekonomičan i ekološki prihvatljiv. Tako da su i "hibridi" korak naprijed. Niz frankfurtskih noviteta opremljeno je upravo takvim elektranama. Dovoljno je spomenuti hibridni koncept automobil Mitsubishi SUW Advance, koji troši samo 3,6 litara goriva na 100 kilometara. (Zamislite koliko su emisije štetnih gasova smanjene!) Pažnju posetilaca privukla je i nova Honda Insight, a posebno pripremljena za Evropu, prvi svetski serijski "hibrid" Toyota Prius, koji je, inače, već dobio priznanje u svojoj domovini.

Što se tiče Honde Insight, ovaj automobil je u prodaju krenuo krajem prošle godine. Automobil je opremljen jednolitarskim trocilindričnim motorom koji troši samo 3,4 litre goriva na 100 km. Prema riječima predstavnika kompanije, ovo je najmanja potrošnja goriva od serijski proizvedenih motora. Istovremeno, emisija ugljen-dioksida u atmosferu iznosi 80 g po kilometru, što je takođe rekord. A brzina Insighta je sasvim pristojna - do 180 km/h.

Ali najprimamljivije bi bilo istovremeno eliminisati potrošnju fosilnih goriva i potpuno eliminisati štetne emisije. Da biste to učinili, samo trebate koristiti mješavinu kisika i vodika u motoru s unutarnjim sagorijevanjem. Tada motor radi prilično efikasno, a bezopasna vodena para se ispušta u atmosferu. Dovoljna količina potrebnih gasova može se dobiti elektrolizom, razlaganjem vode na njene komponente. Ali energiju za elektrolizu bi idealno trebali osigurati solarni paneli. Inače, ovom problemu u Frankfurtu je bilo posvećeno nekoliko štandova na izložbama Daimler-Benza i BMW-a. Ove firme su već napravile "kiseonik-vodonik" automobile, koji se uspešno testiraju.

Pa, posljednja "škripa" u borbi za "čist" automobil, naravno, su gorivne ćelije, ili, kako ih još zovu na engleski, gorivne ćelije. Prema riječima stručnjaka, riječ je o fantastično obećavajućem izvoru energije - svojevrsnoj hemijskoj elektrani male veličine, gdje se električna energija proizvodi kao rezultat razgradnje metanola na kisik i vodonik. Proces je vrlo složen, zahtijeva korištenje najsavremenijih tehnologija i materijala, a samim tim i prilično skup. Ali igra je, kako kažu, vrijedna svijeće, jer se kao rezultat korištenja gorivih ćelija, emisija ugljičnog dioksida u atmosferu prepolovi, a dušikovi oksidi uopće se ne emituju u reakcijama ove vrste.

Problem emisije izduvnih gasova vozila u urbanim sredinama i aspekti rješavanja ovog problema

Ekološko stanje je jedan od najvažnijih problema našeg vremena. Kao rezultat svoje životne aktivnosti, čovječanstvo stalno narušava ekološku ravnotežu, to se dešava prilikom vađenja minerala, u proizvodnji materijalnih i energetskih resursa. Situaciju otežava činjenica da se značajan udio zagađivača i CO emituje u atmosferu tokom rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji se koriste u svim sferama našeg života.

U zemljama EEZ na motorni transport otpada do 70% emisije ugljičnog monoksida, do 50% dušikovih oksida, do 45% ugljovodonika i do 90% olova, a to je uz stroge ekološke zahtjeve za transport i korištena goriva (Euro 1-4) .

U Rusiji motorni transport čini više od polovine svih štetnih emisija u životnu sredinu, koje su u velikim gradovima glavni izvor zagađenja vazduha. Izduvni gasovi motora sadrže oko 280 komponenti. U prosjeku, uz vožnju od 15 hiljada km godišnje, svaki automobil sagorijeva 2 tone goriva i oko 20-30 tona zraka, uključujući 4,5 tona kisika. U isto vrijeme, automobil emituje u atmosferu (kg / t): ugljični monoksid - 700, dušikov dioksid - 40, neizgorjeli ugljovodonici - 230 i čvrste tvari - 2-5. Osim toga, zbog upotrebe olovnog benzina, emituju se mnoga jedinjenja olova koja su vrlo opasna po zdravlje; u zemljama EEZ, visokooktanskim benzinima se dodaju i drugi antidetonacijski agensi kako bi se riješio ovaj problem.

Situaciju u našoj zemlji otežava činjenica da je najveći deo transporta koji obavljaju preduzeća izuzetno fizički istrošen. Zbog niza objektivnih faktora, nema moralne obnove voznog parka. To je prije svega zbog ekonomske situacije preduzeća, činjenice da domaći trajekt proizvodi zastarjele modele koji ne blistaju efikasnošću, ekološkom i sanitarnom sigurnošću, a strani brendovi nisu dostupni zbog cijene.

Električni automobil nije luksuz, već sredstvo za preživljavanje

Električni automobil je vozilo čije pogonske točkove pokreće električni motor na baterije. Prvi put se pojavio u Engleskoj i Francuskoj početkom 80-ih godina devetnaestog veka, odnosno pre automobila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Vučni motor u takvim strojevima pokretali su olovno-kiselinske baterije s energetskim kapacitetom od samo 20 vat-sati po kilogramu. Općenito, za pogon motora snage 20 kilovata na sat bio je potreban olovni akumulator težine 1 tone. Stoga je pronalaskom motora s unutrašnjim sagorijevanjem proizvodnja automobila počela naglo uzimati zamah, a električna vozila su zaboravljena sve dok se nisu pojavili ozbiljni ekološki problemi. Prvo, razvoj efekta staklene bašte s naknadnim nepovratnim klimatskim promjenama i, drugo, smanjenje imuniteta mnogih ljudi zbog kršenja temelja genetskog naslijeđa.

Ove probleme izazvale su otrovne supstance, koje se u dovoljno velikim količinama nalaze u izduvnim gasovima motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Rješenje problema leži u smanjenju nivoa toksičnosti izduvnih plinova, posebno ugljičnog monoksida i ugljičnog dioksida, uprkos činjenici da obim proizvodnje automobila raste.

Naučnici su, sprovodeći niz studija, zacrtali nekoliko pravaca za rješavanje ovih problema, od kojih je jedan proizvodnja električnih vozila. To je, zapravo, prva tehnologija koja je službeno postigla status nulte emisije i već je na tržištu.

Koncern General Motors bio je jedan od prvih koji je počeo prodavati masovno proizvedena električna vozila. Poticaj za to bio je kalifornijski zakon, prema kojem proizvođači automobila koji žele biti prisutni na kalifornijskom tržištu moraju isporučiti 2% automobila s nultom emisijom.

U našoj zemlji, Volga Automobile Tvornica se uglavnom bavi razvojem električnih vozila, ne računajući dizajnerske firme. U njegovom arsenalu su VAZ-2109E, VAZ-2131E, Elf, Rapan i porodica električnih vozila Golf. Mora se reći da su operativni troškovi u električnom automobilu znatno manji nego u standardnom automobilu, što zahtijeva troškove održavanja hlađenja, napajanja i izduvnih sistema. Trajnost elektromotora je oko deset hiljada sati.

Tako se broj operacija održavanja elektromotora svodi na minimum. Na primjer, DC motoru je potrebna samo periodična promjena četkica, dok moderniji trofazni motor i AC sinhroni motor ne zahtijevaju gotovo nikakvo održavanje.

Ako govorimo o električnim vozilima proizvodnje VAZ, tada se kao pogonska jedinica koriste dva DC motora: snaga od 25 kW sa obrtnim momentom od 110 N * m i snaga od 40 kW sa obrtnim momentom od 190 N * m. Motori prvog tipa u pravilu se ugrađuju na laka električna vozila, kao što su Golf, Oka Electro, Elf, a snažniji na automobile porodica VAZ-2108, VAZ-2109 i Niva.

Zašto, unatoč tišini, jednostavnosti rada i nultim emisijama, električni automobil nije postao masovno prijevozno sredstvo? Glavni problem je nesavršenost baterija: mala kilometraža sa jednim punjenjem, dugi ciklusi punjenja i visoka cijena. Trenutno se oslanjaju na nikl-metal hidridne i litijum-jonske baterije. Rusija je već započela proizvodnju pilot serija nikl-metal hidridnih baterija, ali za sada se radi samo eksperimentalni rad s litijum-jonskim baterijama.

Uprkos ovim nedostacima, Evropljani vjeruju u električna vozila kao način čišćenja jako zagađenih ulica. Drugo je pitanje da li će električni automobil postati prava alternativa automobilu. Ali njegova upotreba u megagradovima, odmaralištima, parkovima, odnosno u područjima sa povećanim ekološkim zahtjevima, potpuno je opravdana.

dimetil eter

Jedan od najakutnijih ekoloških problema velikih gradova je progresivno zagađenje njihovog vazdušnog bazena štetnim emisijama iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem (u Moskvi 1986. godine - 870 hiljada tona, 1995. godine - 1,7 miliona tona). Poznate metode za smanjenje toksičnosti motora, kao što je upotreba katalitičke obrade izduvnih gasova, upotreba alternativnih goriva kao što su metanol, etanol, prirodni gas ne dovode do radikalnog rešenja ovog problema.

Jedno od rješenja moglo bi biti prilagođavanje motora za rad na novom alternativnom gorivu - dimetil etru (DME). Njegovi povoljni fizičko-hemijski parametri doprinose potpunoj eliminaciji dima iz izduvnih gasova i smanjuju njihovu toksičnost (kao i buku).

Dimetil etar (CH3-O-CH3) ima veoma važna svojstva - gasovit je u normalnim uslovima i njegovi molekuli nemaju hemijske veze ugljenik-ugljenik koje doprinose stvaranju čađi tokom sagorevanja. Trenutno se DME uglavnom koristi kao pogonsko gorivo u aerosol bocama.

Trenutno se u velikom broju zemalja razrađuju metode prilagođavanja motora za rad na DME. Na primjer, u Danskoj se već provode operativna ispitivanja gradskih autobusa prilagođenih za rad na DME. U našoj zemlji se inicijativno od 1996. godine radi na konverziji dizel motora u DME u NIID-u, koji ima dugogodišnje iskustvo u stvaranju dizel motora posebne namjene. Očekuje se da će kao rezultat ovog rada biti osigurano radikalno smanjenje toksičnosti automobilskih motora na nivo stranih standarda za 2000. godinu.

Za stvaranje ekološki prihvatljivog automobila korišten je "AMO ZIL" 5301 ("Bull") s dizel motorom D-245.12 proizveden od strane Minsk motorne tvornice. Motor opremljen turbo punjačem ima nazivnu snagu od 80 kW pri brzini od 2400 o/min.

Standardi toksičnosti izduvnih gasova prema UNECE propisu 49:

Ime	CO, g/kWh	CH, g/kWh	NOx, g/kWh	PT (čestice), g/kWh	Datum uvođenja

Indikatori emisije pri radu prema eksternim karakteristikama:

Ispostavilo se da su snaga i efikasnost (u energetskom ekvivalentu) motora kada ga pokreće DME i dizel gorivo gotovo isti. U svim režimima rada, uključujući paljenje i prazan hod, motor je stabilno radio na DME sa potpuno bezdimnim izduvnim gasom (koeficijent optičke gustine K = 0), dok je pri radu na dizel gorivo uočen tipičan nivo dima izduvnih gasova dizela, koji odgovara K = 17 ...28%.

Nivo apsolutnih i specifičnih štetnih emisija tokom rada na DME, procijenjen prema metodologiji UNECE Uredbe br. 49-02, imao je sljedeće karakteristike:

Nivo emisije dušikovih oksida (NOx) u svim režimima bio je značajno manji nego kod dizel goriva. Posebno značajna razlika - smanjenje za 2 ... 3 puta - uočena je u najopterećenijim režimima Ne = 50 ... 100%.

Pri opterećenju Ne=50...100% pri režimu maksimalnog obrtnog momenta (n=1600 o/min), nivo emisije nesagorelih ugljovodonika (CH) smanjen je za 20...70% u odnosu na dizel gorivo, a pri režimima malog opterećenja (Ne =10...20%) značajno premašio nivo na dizel gorivo, dostigavši 2000...3000 ppm.

Nivo emisije ugljen monoksida (CO) tokom rada na DME u svim režimima je premašio odgovarajuće vrijednosti na dizel gorivu, dostigavši 1000 ppm.

U poređenju sa prirodnim gasom, rad motora u eksternim karakterističnim režimima na DME omogućio je smanjenje emisije NOx - za 2,5 ... 3,0 puta, CO - za 5 ... 6 puta, i CH - za 3,0 ... 3,5 puta.

Prirodni plin kao gorivo za transportni motor (bez upotrebe pretvarača) ima prednosti samo u odnosu na benzin. Stoga programi za pretvaranje motora i prelazak na plinsko gorivo predviđaju upotrebu 3-stepenih katalitičkih pretvarača, na primjer, J. Mattheya sa stepenom prečišćavanja plina: od NOx - 35 ... 80%, od CO - 85 ... 95%, od CH - 50...80%. I samo u ovom slučaju se približava nivo štetnih emisija koji se postiže pri radu na DME bez dodatnog prečišćavanja izduvnih gasova.

Smanjenje emisije CO i CH zabilježeno u eksperimentima s DME pri niskim opterećenjima može se postići optimizacijom dovoda goriva i zraka. Upotreba katalizatora kada motor radi na DME će dovesti do gotovo potpunog eliminacije štetnih emisija.

U smislu prvih mjera za poboljšanje procesa rada pri režimima malog opterećenja, gdje se uočava povećan nivo emisije CO i CH, pripremljen je eksperimentalni projekat izduvnog puta motora za ispitivanje, zaobilazeći dio izduvnih plinova pored turbopunjač. Osim toga, dodatno se unapređuje sistem goriva kamiona.

Provedene studije su pokazale da je najteži ekološki problem značajnog smanjenja emisije azotnih oksida i dima prelaskom dizel motora na rad na DME u potpunosti riješen. Stručnjaci smatraju da se novi strogi standardi za izduvne gasove (ULEV, EURO-3) ne mogu postići bez upotrebe DME.

Zaključak

Danas se veliki ruski gradovi, posebno metropolitanska područja poput Moskve, Sankt Peterburga, Jekaterinburga i drugih, guše u zadahu izduvnih gasova koji ispuštaju automobili i kamioni. Kako riješiti ovaj problem? Radikalne mjere - potpuna zabrana kretanja automobila - dovest će do narušavanja industrijskih i kulturnih veza gradova i stoga nisu prihvatljive. Jedan od izlaza je stvaranje ekološki prihvatljivog gradskog transporta.

Mogućnost prevazilaženja ćorsokaka prelaskom gradskog voznog parka na električnu vuču nije rješenje problema, budući da je ukupni koeficijent performansi (COP) električnog vozila (ako ga računamo od trenutka prijema električne energije do činjenice da električni transport se kreće) je otprilike upola manja od efikasnosti modernog automobila opremljenog motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Dakle, da bi se omogućilo kretanje gradskog prevoza baziranog na električnim vozilima, biće potrebno sagoreti duplo više fosilnih goriva nego što je potrebno za kretanje modernog voznog parka. Do danas, jedini racionalan način rješavanja trenutnog problema je stvaranje strojeva s motorom s unutarnjim sagorijevanjem koji rade u režimu najniže moguće potrošnje goriva uz minimalnu toksičnost izduvnih gasova. Istovremeno, naravno, moraju se održavati svi potrebni pokazatelji performansi transportne jedinice, bilo da se radi o putničkom taksiju ili teškom kamionu.

Da bi se riješio ekološki problem transporta, potrebno je stvoriti elektranu (PP), uključujući motor s unutarnjim sagorijevanjem (ICE) i osigurati sposobnost motora s unutarnjim sagorijevanjem da radi u konstantnom režimu minimalne specifične potrošnje goriva uz minimalnu toksičnost izduvnih gasova. Tradicionalna vozila sa postepenim prijenosom energije iz elektrane na pogonske kotače ne mogu suštinski riješiti problem, jer se kontrola brzine takvih vozila vrši prebacivanjem motora s unutrašnjim sagorijevanjem na parcijalne režime uz obavezno napuštanje radnog prostora sa minimalna potrošnja goriva i minimalna toksičnost izduvnih gasova. Većina korištenih kontinuirano varijabilnih mjenjača također ne rješava radikalno problem. Najpoznatiji u inženjerskoj praksi hidromehanički prijenos, kao i mehanički, omogućava kontrolu brzine vozila prebacivanjem motora s unutarnjim sagorijevanjem na parcijalne režime rada uz odlazak iz zone minimalne potrošnje goriva i minimalne toksičnosti. Osim toga, nešto niža efikasnost takvih mjenjača dovodi do blagog povećanja potrošnje goriva u odnosu na stepenasti mehanički prijenos.

Spisak korištenih izvora

1. Spektrofotometrijsko određivanje tragova olova (II) u emisiji aerosola iz motornih vozila i naslaga uz puteve, G.I. Savenko, N.M. Malakhov, A.N. Čebotarev, M.G. Torosyan, N.Kh. Kopyt, A.I. Struchaev / Bilten Inženjerske akademije Ukrajine, 1998. Specijalno izdanje "Inzhstrategiya-97". - str.76-78.

2. Sablina Z.A., Gureev A.A. Aditivi za motorna goriva. - M.: Hemija, 1988.- 472 str.

3. Malakhova N.M., Nikipelova E.M., Savenko G.I. Fotometrijsko određivanje olova (II) u prirodnim objektima s njegovom preliminarnom koncentracijom sorpcije // Kemija i tehnologija vode. - 1990. -T. 12, br. - S. 627 - 629.

4. Maksimalno dozvoljene koncentracije štetnih materija u vazduhu i vodi. - L.: Hemija, 1985.-456s.

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Načini rješavanja ekoloških problema grada: ekološki problemi i zagađenje zraka, tla, radijacije, vode teritorije. Rješavanje ekoloških problema: dovođenje u sanitarne standarde, smanjenje emisija, reciklaža.

sažetak, dodan 30.10.2012

Šta je ekologija. Zašto se ekološko stanje životne sredine pogoršava. Glavni ekološki problemi našeg vremena. Glavni ekološki problemi u regionu. Kako riješiti ekološke probleme i spriječiti zagađenje okoliša.

seminarski rad, dodan 28.09.2014

Efikasnost korištenja vodnih resursa u slivu Volge. Savremeni ekološki problemi zagađenja vode u slivu Volge i načini njihovog rješavanja. Geoekološki problemi korištenja resursa malih rijeka i poplavne ravnice Volga-Ahtuba.

sažetak, dodan 30.08.2009

Karakteristike ekoloških problema našeg vremena. Glavni ekološki problemi istraživanog područja. Analiza periodike o problemu istraživanja. Načini sprečavanja zagađenja životne sredine: vazduh, voda, zemljište. Problem otpada.

seminarski rad, dodan 06.10.2014

Razmatranje uređaja i principa rada termalnih četverotaktnih motora s unutarnjim sagorijevanjem, karakterističnih karakteristika karburatorskih i dizel motora. Opis hemijskog sastava izduvnih gasova i uticaja emisija na životnu sredinu.

prezentacija, dodano 13.05.2011

Potreba za standardizacijom ekoloških performansi motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ženevski sporazum, ekološki standardi raznih zemalja svijeta. Zahtjevi za automobilsko gorivo, certifikacija motora sa unutrašnjim sagorijevanjem u Rusiji. Načini smanjenja emisija i toksičnosti.

seminarski rad, dodan 09.04.2012

Glavni ekološki problemi: uništavanje prirodne sredine, zagađenje atmosfere, tla i vode. Problem ozonskog omotača, kiselih padavina, efekta staklene bašte i prenaseljenosti planete. Načini rješavanja nedostatka energije i sirovina.

prezentacija, dodano 06.03.2015

Glavni ekološki problemi našeg vremena. Uticaj privrednih aktivnosti ljudi na prirodnu sredinu. Načini rješavanja ekoloških problema u regijama država. Uništavanje ozonskog omotača, efekat staklene bašte, zagađenje životne sredine.

sažetak, dodan 26.08.2014

Nuklearne elektrane i ekološki problemi koji nastaju tokom rada. Procjena rizika za nuklearnu elektranu. Stanovništvo i zdravlje u zoni nuklearne elektrane. Osiguravanje radijacijske sigurnosti. Sudbina istrošenog nuklearnog goriva. Posljedice nesreće u nuklearnoj elektrani Černobil.

sažetak, dodan 18.01.2009

Ekološki problemi Kaspijskog mora i njihovi uzroci, načini rješavanja ekoloških problema. Kaspijsko more je jedinstveno vodeno tijelo, njegovi ugljikovodični resursi i biološko bogatstvo nemaju analoga u svijetu. Razvoj naftnih i gasnih resursa regiona.

Među ostalim društvenim opasnostima, jedno od prvih mjesta zauzimaju one povezane s upotrebom toplinskih motora.

Šta su za nas toplotni motori

Svakodnevno se bavimo motorima koji pokreću automobile, brodove, industrijske mašine, željezničke lokomotive i avione. Upravo je pojava i široka upotreba toplotnih motora brzo napredovala u industriji.

Ekološki problem upotrebe toplotnih motora je taj što emisije toplotne energije neizbežno dovode do zagrevanja okolnih objekata, uključujući i atmosferu. Naučnici se dugo bore s problemom porasta nivoa Svjetskog okeana, smatrajući glavnim faktorom koji utiče na ljudsku aktivnost. Promjene u prirodi dovest će do promjene uslova našeg života, ali uprkos tome, potrošnja energije se povećava svake godine.

Gdje se koriste toplinski motori?

Milioni vozila na motore sa unutrašnjim sagorevanjem bave se prevozom putnika i robe. Snažne dizel lokomotive idu prugom, motorni brodovi idu vodenim putanjama. Avioni i helikopteri opremljeni su klipnim, turbomlaznim i turboelisnim motorima. Raketni motori "guraju" stanice, brodove i Zemljine satelite u svemir. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem u poljoprivredi se ugrađuju na kombajne, pumpne stanice, traktore i druge objekte.

Ekološki problem upotrebe toplotnih motora

Mašine koje koristi čovjek, toplotni motori, proizvodnja automobila, upotreba plinskih turbinskih pogonskih sistema, nosači aviona i raketa, zagađenje vodenog okoliša brodovima - sve to ima katastrofalan destruktivan učinak na okoliš.

Prvo, kada se sagorevaju ugalj i nafta, u atmosferu se oslobađaju jedinjenja dušika i sumpora, koja su štetna za ljude. Drugo, procesi koriste atmosferski kisik, čiji sadržaj u zraku zbog toga opada.

Emisije u zrak nisu jedini faktor u utjecaju toplinskih motora na prirodu. Proizvodnja mehaničke i električne energije ne može se odvijati bez odvođenja značajnih količina topline u okolinu, što ne može a da ne dovede do povećanja prosječne temperature na planeti.

Pogoršava ga činjenica da goruće tvari povećavaju koncentraciju ugljičnog dioksida u atmosferi. To, pak, dovodi do pojave "efekta staklene bašte". Globalno zagrijavanje postaje stvarna opasnost.

Ekološki problem korištenja toplotnih motora je taj što sagorijevanje goriva ne može biti potpuno, a to dovodi do oslobađanja pepela i pahuljica čađi u zrak koji udišemo. Prema statistikama, elektrane širom svijeta godišnje ispuštaju u zrak više od 200 miliona tona pepela i više od 60 miliona tona sumpor-oksida.

Sve civilizirane zemlje pokušavaju riješiti ekološke probleme povezane s upotrebom toplinskih motora. Uvode se najnovije tehnologije za uštedu energije kako bi se poboljšali termalni motori. Kao rezultat toga, potrošnja energije za proizvodnju istog proizvoda je značajno smanjena, čime se smanjuje štetan utjecaj na okoliš.

Termoelektrane, motori sa unutrašnjim sagorevanjem automobila i drugih mašina u velikim količinama se ispuštaju u atmosferu, a zatim u zemljište, otpad štetan za sva živa bića, na primer, hlor, jedinjenja sumpora (prilikom sagorevanja uglja), ugljik monoksid CO, dušikovi oksidi itd. Motori automobila svake godine ispuštaju u atmosferu oko tri tone olova.

U nuklearnim elektranama, drugi ekološki problem u korištenju termičkih motora je sigurnost i odlaganje radioaktivnog otpada.

Zbog nevjerovatno velike potrošnje energije, neke regije su izgubile sposobnost samopročišćavanja vlastitog zračnog prostora. Rad nuklearnih elektrana je pomogao da se značajno smanje štetne emisije, ali za rad su potrebne ogromne količine vode i veliki prostor ispod ribnjaka za hlađenje izduvne pare.

Rješenja

Nažalost, čovječanstvo nije u mogućnosti da napusti korištenje toplinskih motora. Gdje je izlaz? Da bi se potrošilo za red veličine manje goriva, odnosno da bi se smanjila potrošnja energije, potrebno je povećati efikasnost motora za obavljanje istog posla. Borba protiv negativnih posledica upotrebe toplotnih motora je samo povećanje efikasnosti korišćenja energije i prelazak na tehnologije koje štede energiju.

Općenito, pogrešno bi bilo reći da se globalni ekološki problem korištenja toplinskih motora ne rješava. Sve veći broj električnih lokomotiva zamjenjuje konvencionalne vozove; automobili na baterije postaju popularni; tehnologije za uštedu energije uvode se u industriju. Postoji nada da će se pojaviti ekološki prihvatljivi avioni i raketni motori. Vlade mnogih zemalja sprovode međunarodne programe zaštite životne sredine od zagađenja Zemlje.

Utjecaj termoelektrana na okoliš u velikoj mjeri ovisi o vrsti goriva koje se sagorijeva (čvrsto i tekuće).

Kada gori čvrsto gorivo leteći pepeo sa česticama neizgorelog goriva, sumpornim i sumpornim anhidridima, azotnim oksidima, određenom količinom jedinjenja fluora, kao i gasoviti produkti nepotpunog sagorevanja goriva ulaze u atmosferu. Leteći pepeo u nekim slučajevima sadrži, pored netoksičnih komponenti, više štetnih nečistoća. Dakle, u pepelu donjeckih antracita arsen se nalazi u malim količinama, au pepelu Ekibastuza i nekih drugih naslaga - slobodni silicijum dioksid, u pepelu škriljaca i ugljeva Kansko-Ačinskog bazena - slobodni kalcijev oksid.

ugalj - najzastupljenijeg fosilnog goriva na našoj planeti. Stručnjaci vjeruju da će njegove rezerve trajati 500 godina. Osim toga, ugalj je ravnomjernije raspoređen po cijelom svijetu i ekonomičniji je od nafte. Sintetičko tečno gorivo može se dobiti iz uglja. Odavno je poznat način dobijanja goriva preradom uglja. Međutim, cijena takvih proizvoda bila je previsoka. Proces se odvija pod visokim pritiskom. Ovo gorivo ima jednu neospornu prednost - ima veći oktanski broj. To znači da će biti ekološki prihvatljiviji.

Treset. Postoji niz negativnih uticaja na životnu sredinu povezanih sa korišćenjem energije treseta kao rezultat eksploatacije treseta u velikim razmerama. To uključuje, posebno, kršenje režima vodnih sistema, promjene krajolika i pokrivača tla na mjestima vađenja treseta, pogoršanje kvalitete lokalnih izvora slatke vode i zagađenje zračnog sliva, te oštro pogoršanje životnih uslova. životinja. Značajne ekološke poteškoće također se javljaju u vezi sa potrebom transporta i skladištenja treseta.

Kada gori tečno gorivo(loživo ulje) sa dimnim gasovima u atmosferski vazduh ulaze: sumporni i sumporni anhidridi, oksidi azota, jedinjenja vanadijuma, natrijumove soli, kao i materije koje se uklanjaju sa površine kotlova tokom čišćenja. Sa stanovišta životne sredine, tečna goriva su „higijenija“. Istovremeno, potpuno nestaje problem deponija pepela, koje zauzimaju velike površine, isključuju njihovu korisnu upotrebu i izvor su stalnog zagađenja atmosfere na području stanice zbog odnošenja dijela pepela vjetrovima. U produktima sagorevanja tečnih goriva nema letećeg pepela.

Prirodni gas. Kada se prirodni plin sagorijeva, dušikovi oksidi su značajan zagađivač zraka. Međutim, emisija dušikovih oksida kada se prirodni plin sagorijeva u termoelektranama u prosjeku je 20% manja nego kada se sagorijeva ugalj. To nije zbog svojstava samog goriva, već zbog posebnosti procesa sagorijevanja. Odnos viška vazduha za sagorevanje uglja je manji nego za sagorevanje prirodnog gasa. Dakle, prirodni plin je ekološki najprihvatljivija vrsta energetskog goriva u smislu oslobađanja dušikovih oksida tokom sagorijevanja.

Složeni uticaj termoelektrana na biosferu u cjelini ilustrovan je u tabeli. jedan.

Tako se kao gorivo u termoelektranama koriste ugalj, nafta i naftni proizvodi, prirodni plin i rjeđe drvo i treset. Glavne komponente gorivih materijala su ugljik, vodonik i kisik, sumpor i dušik su sadržani u manjim količinama, prisutni su i tragovi metala i njihovih spojeva (najčešće oksidi i sulfidi).

U termoenergetskoj industriji izvor masovnih atmosferskih emisija i čvrstog otpada velike tonaže su termoelektrane, preduzeća i instalacije paroenergetskih objekata, odnosno sva preduzeća čiji je rad vezan za sagorevanje goriva.

Zajedno sa gasovitim emisijama, termoenergetika proizvodi ogromne mase čvrstog otpada. To uključuje pepeo i šljaku.

Postrojenja za pripremu otpadnog uglja sadrže 55-60% SiO 2 , 22-26% Al 2 O 3 , 5-12% Fe 2 O 3 , 0,5-1% CaO, 4-4,5% K 2 O i Na 2 O i do 5% C. Ulaze u deponije, koje proizvode prašinu, dim i drastično pogoršavaju stanje atmosfere i okolnih teritorija.

Život na Zemlji nastao je u redukcijskoj atmosferi, a tek mnogo kasnije, nakon otprilike 2 milijarde godina, biosfera je postepeno transformirala redukujuću atmosferu u oksidirajuću. Istovremeno, živa tvar je prethodno uklanjala različite tvari iz atmosfere, posebno ugljični dioksid, formirajući ogromne naslage krečnjaka i drugih spojeva koji sadrže ugljik. Sada je naša tehnogena civilizacija generisala snažan protok redukcijskih gasova, prvenstveno zbog sagorevanja fosilnih goriva u cilju dobijanja energije. Za 30 godina, od 1970. do 2000. godine, oko 450 milijardi barela nafte, 90 milijardi tona uglja, 11 triliona. m 3 gasa (tabela 2).

Emisije u zrak iz elektrane od 1.000 MW/godišnje (tone)

Glavni dio emisije zauzima ugljični dioksid - oko 1 milion tona u smislu ugljika 1 Mt. Otpadnim vodama iz termoelektrane godišnje se ukloni 66 tona organske materije, 82 tone sumporne kiseline, 26 tona hlorida, 41 tona fosfata i skoro 500 tona suspendovanih čestica. Pepeo iz elektrana često sadrži povišene koncentracije teških, rijetkih zemalja i radioaktivnih tvari.

Za elektranu na ugalj potrebno je 3,6 miliona tona uglja, 150 m 3 vode i oko 30 milijardi m 3 vazduha godišnje. Ove brojke ne uzimaju u obzir ekološke poremećaje povezane sa vađenjem i transportom uglja.

S obzirom da takva elektrana aktivno radi nekoliko decenija, onda se njen uticaj može uporediti sa uticajem vulkana. Ali ako potonji obično izbacuje proizvode vulkanizma u velikim količinama odjednom, onda elektrana to čini cijelo vrijeme. Desecima milenijuma vulkanska aktivnost nije mogla primjetnije utjecati na sastav atmosfere, a ljudska ekonomska aktivnost je uzrokovala takve promjene tokom nekih 100-200 godina, uglavnom zbog sagorijevanja fosilnih goriva i emisije stakleničkih plinova od strane uništenih i deformisanim ekosistemima.

Efikasnost elektrana je još uvijek niska i iznosi 30-40%, većina goriva se sagorijeva uzalud. Primljena energija se koristi na ovaj ili onaj način i na kraju se pretvara u toplinu, odnosno, pored hemijskog zagađenja, u biosferu ulazi i toplotno zagađenje.

Zagađenje i otpad iz energetskih objekata u obliku gasne, tečne i čvrste faze raspoređeni su u dva toka: jedan izaziva globalne promene, a drugi regionalne i lokalne. Isto važi i za druge sektore privrede, ali sagorevanje energije i fosilnih goriva i dalje ostaje izvor velikih globalnih zagađivača. Oni ulaze u atmosferu, a zbog njihove akumulacije mijenja se koncentracija malih plinovitih komponenti atmosfere, uključujući i stakleničke plinove. U atmosferi su se pojavili plinovi koji su prije praktički odsutni u njoj - hlorofluorougljici. Riječ je o globalnim zagađivačima koji imaju visok efekat staklene bašte i istovremeno učestvuju u uništavanju stratosferskog ozonskog zaslona.

Dakle, treba napomenuti da u sadašnjoj fazi termoelektrane emituju u atmosferu oko 20% ukupne količine cjelokupnog opasnog industrijskog otpada. Oni značajno utječu na okoliš područja svoje lokacije i stanje biosfere u cjelini. Najštetnije su kondenzacijske elektrane koje rade na niskokvalitetna goriva. Dakle, kada se na stanici sagoreva 1 sat 1060 tona donjeckog uglja, iz peći kotlova se ukloni 34,5 tona šljake, 193,5 tona pepela se uklanja iz bunkera elektrofiltera koji čiste gasove za 99%, a 10 miliona m 3 se emituju u atmosferu kroz cijevi dimnih plinova. Ovi gasovi, pored ostataka azota i kiseonika, sadrže 2350 tona ugljen-dioksida, 251 tonu vodene pare, 34 tone sumpor-dioksida, 9,34 tone azotnih oksida (u smislu dioksida) i 2 tone letećeg pepela koji nije „uhvaćen”. ” elektrostatičkim filterima.

Otpadne vode iz termoelektrana i atmosferske vode sa njihovog područja, kontaminirane otpadom iz tehnoloških ciklusa elektrana i koje sadrže vanadijum, nikl, fluor, fenole i naftne derivate, prilikom ispuštanja u vodna tijela mogu uticati na kvalitet vode i vodene organizme. Promjena kemijskog sastava određenih tvari dovodi do narušavanja stanišnih uvjeta uspostavljenih u akumulaciji i utiče na sastav vrsta i brojnost vodenih organizama i bakterija, te u konačnici može dovesti do kršenja procesa samopročišćavanja vodenih tijela. od zagađenja i do pogoršanja njihovog sanitarnog stanja.

Opasno je i takozvano termalno zagađenje vodnih tijela s različitim kršenjima njihovog stanja. Termoelektrane proizvode energiju pomoću turbina koje pokreće zagrijana para. Tokom rada turbina potrebno je rashlađivati izduvnu paru vodom, stoga mlaz vode kontinuirano napušta elektranu, obično zagrijanu za 8-12 ° C i ispuštenu u rezervoar. Velike termoelektrane trebaju velike količine vode. Ispuštaju 80-90 m 3 /s vode u zagrijanom stanju. To znači da snažan tok tople vode kontinuirano teče u rezervoar, otprilike na skali rijeke Moskve.

Zona grijanja, formirana na ušću tople "rijeke", svojevrsni je dio rezervoara, u kojem je temperatura maksimalna na mjestu izlijevanja i opada s udaljenosti od njega. Grejne zone velikih termoelektrana zauzimaju površinu od nekoliko desetina kvadratnih kilometara. Zimi se polynyas formiraju u grijanoj zoni (u sjevernim i srednjim geografskim širinama). Tokom ljetnih mjeseci, temperature u grijanim zonama zavise od prirodne temperature ulazne vode. Ako je temperatura vode u rezervoaru 20 °C, onda u zoni grijanja može doseći 28-32 °C.

Kao rezultat povećanja temperature u akumulaciji i kršenja njihovog prirodnog hidrotermalnog režima, intenziviraju se procesi "cvjetanja" vode, smanjuje se sposobnost rastvaranja plinova u vodi, mijenjaju se fizička svojstva vode, sve kemijske a biološki procesi koji se u njoj odvijaju se ubrzavaju itd. U zoni grijanja prozirnost vode se smanjuje, pH se povećava, povećava se brzina razgradnje lako oksidiranih tvari. Brzina fotosinteze u takvoj vodi je značajno smanjena.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

SEROV METALURŠKI KOLEŽ

apstraktno

o ekološkim osnovama upravljanja prirodom

na temu:Ekološki problemi povezani sa razvojem energetike

Ispunjenoa: student

dopisni odjel

IVkurs TiTO grupa

Sochneva Natalia

Provjerio: nastavnik

Chernysheva N.G.

Uvod

1. Ekološki problemi termoenergetike

2. Ekološki problemi hidroenergetike

3. Problemi nuklearne energije

4. Neki načini rješavanja problema moderne energetike

Zaključak

Spisak korišćene literature

Uvod

Postoji figurativan izraz da živimo u eri tri "E": ekonomija, energija, ekologija. Istovremeno, ekologija kao nauka i način razmišljanja privlači sve veću pažnju čovječanstva.

Ekologija se smatra naukom i akademskom disciplinom koja je dizajnirana da proučava odnos između organizama i okoline u svoj njihovoj raznolikosti. Pritom se okoliš ne razumije samo kao svijet nežive prirode, već i kao utjecaj nekih organizama ili njihovih zajednica na druge organizme i zajednice. Ekologija se ponekad povezuje samo sa proučavanjem staništa ili životne sredine. Potonje je u osnovi tačno, uz suštinsku korekciju, međutim, da se okolina ne može posmatrati odvojeno od organizama, kao što se ne mogu razmatrati organizmi izvan njihovog staništa. To su sastavni dijelovi jedinstvene funkcionalne cjeline, što je naglašeno gornjom definicijom ekologije kao nauke o odnosu između organizama i životne sredine.

Energetska ekologija je grana proizvodnje koja se razvija neviđenim tempom. Ako se stanovništvo u uslovima savremene populacione eksplozije udvostruči za 40-50 godina, onda se u proizvodnji i potrošnji energije to dešava svakih 12-15 godina. Sa takvim omjerom broja stanovnika i stope rasta energije, opskrba energijom raste lavina ne samo u ukupnom iznosu, već i po glavi stanovnika.

Trenutno se energetske potrebe podmiruju uglavnom iz tri vrste energetskih resursa: organsko gorivo, voda i atomsko jezgro. Energiju vode i atomsku energiju čovjek koristi nakon što je pretvori u električnu energiju. Istovremeno, značajna količina energije sadržane u organskom gorivu koristi se u obliku toplinske energije, a samo dio se pretvara u električnu energiju. Međutim, u oba slučaja, oslobađanje energije iz organskog goriva povezano je s njegovim sagorijevanjem, a samim tim i ispuštanjem produkata izgaranja u okoliš.

Svrha ovog rada je proučavanje uticaja na životnu sredinu različitih vrsta energije (termoelektrana, hidroelektrana, nuklearna energija) i razmatranje načina smanjenja emisija i zagađenja iz energetskih objekata. Prilikom pisanja ovog eseja, postavio sam sebi zadatak da identificiram načine rješavanja problema svake od razmatranih vrsta energije.

1. Ekoloziproblemi termoenergetike

Utjecaj termoelektrana na okoliš u velikoj mjeri ovisi o vrsti goriva koje se sagorijeva (čvrsto i tekuće).

Složeni uticaj termoelektrana na biosferu u cjelini ilustrovan je u tabeli. jedan.

Zajedno sa gasovitim emisijama, termoenergetika proizvodi ogromne mase čvrstog otpada. To uključuje pepeo i šljaku.

Emisije u zrak iz elektrane od 1.000 MW/godišnje (tone)

2. Ekološki problemi hidroenergetike

Najvažnija karakteristika hidroenergetskih resursa u poređenju sa izvorima goriva i energije je njihovo kontinuirano obnavljanje. Nedostatak potrebe za gorivom za HE određuje nisku cijenu električne energije proizvedene u HE. Stoga se izgradnji HE, uprkos značajnim specifičnim kapitalnim ulaganjima po 1 kW instalisane snage i dugim rokovima izgradnje, pridaje i pridaje veliki značaj, posebno kada je povezana sa lokacijom elektro intenzivnih industrija.

Hidroelektrana je kompleks objekata i opreme pomoću kojih se energija protoka vode pretvara u električnu energiju. Hidroelektrana se sastoji od niza hidrauličnih konstrukcija koje osiguravaju potrebnu koncentraciju protoka vode i stvaraju pritisak, te energetske opreme koja pretvara energiju vode koja se kreće pod pritiskom u mehaničku rotaciju, koja se zauzvrat pretvara u električnu energiju. .

Uprkos relativnoj jeftinosti energije dobijene iz hidro resursa, njihovo učešće u energetskom bilansu se postepeno smanjuje. To je zbog iscrpljivanja najjeftinijih resursa i zbog velikog teritorijalnog kapaciteta nizinskih akumulacija. Vjeruje se da u budućnosti svjetska proizvodnja hidroelektrične energije neće prelaziti 5% ukupne.

Jedan od najvažnijih razloga za smanjenje udjela energije primljene u HE je snažan utjecaj svih faza izgradnje i eksploatacije hidrauličnih objekata na okoliš (tabela 3).

Prema različitim studijama, jedan od najvažnijih uticaja hidroenergije na životnu sredinu je otuđenje velikih površina plodnog (plavnog) zemljišta za akumulacije. U Rusiji, gde se korišćenjem hidro resursa ne proizvodi više od 20% električne energije, tokom izgradnje hidroelektrana poplavljeno je najmanje 6 miliona hektara zemljišta. Na njihovom mjestu uništeni su prirodni ekosistemi.

Značajne površine zemljišta u blizini rezervoara su poplavljene kao rezultat porasta nivoa podzemnih voda. Ova zemljišta, po pravilu, spadaju u kategoriju močvara. U ravničarskim uslovima, poplavljena zemljišta mogu biti 10% ili više od poplavljenog. Uništavanje zemljišta i njihovih ekosistema nastaje i kao rezultat njihovog uništavanja vodom (abrazija) tokom formiranja obale. Procesi abrazije obično traju decenijama, što rezultira obradom velikih masa tla, zagađenjem vode i zamuljavanjem akumulacija. Dakle, izgradnja rezervoara povezana je s oštrim kršenjem hidrološkog režima rijeka, njihovih ekosistema i sastava vrsta hidrobionta.

U akumulacijama se zagrijavanje voda naglo povećava, što pojačava gubitak kisika i druge procese uzrokovane termičkim zagađenjem. Potonje, zajedno s akumulacijom biogenih tvari, stvara uvjete za prerastanje vodenih tijela i intenzivan razvoj algi, uključujući i otrovne plavo-zelene. Iz ovih razloga, kao i zbog sporog obnavljanja voda, njihova sposobnost samopročišćavanja je naglo smanjena.

Pogoršanje kvaliteta vode dovodi do smrti mnogih njenih stanovnika. Učestalost ribljeg fonda je u porastu, posebno osjetljivost na helminte. Kvaliteti ukusa stanovnika vodene sredine su smanjeni.

Ometaju se putevi migracije riba, uništavaju se krmna područja, mrijestilišta itd. Volga je u velikoj mjeri izgubila svoj značaj mrijestilišta kaspijskih jesetri nakon izgradnje kaskade hidroelektrane na njoj.

Na kraju, riječni sistemi blokirani akumulacijama pretvaraju se iz tranzitnih u tranzitno-akumulacijske sisteme. Osim biogenih materija, ovdje se akumuliraju teški metali, radioaktivni elementi i mnogi pesticidi s dugim vijekom trajanja. Proizvodi akumulacije čine problematičnim korištenje teritorija koje su zauzele akumulacije nakon njihove likvidacije.

Rezervoari imaju značajan uticaj na atmosferske procese. Na primjer, u aridnim (aridnim) regijama, isparavanje sa površine rezervoara premašuje isparavanje sa jednake površine zemlje za desetine puta.

Smanjenje temperature zraka i povećanje pojave magle povezani su s povećanim isparavanjem. Razlika između toplinskih bilansa akumulacija i susjednog zemljišta određuje formiranje lokalnih vjetrova kao što su povjetarac. Ove, kao i druge pojave, rezultiraju promjenom ekosistema (ne uvijek pozitivnom), promjenom vremena. U nekim slučajevima, u području akumulacija, potrebno je promijeniti smjer poljoprivrede. Na primjer, u južnim regijama naše zemlje neki usjevi koji vole toplinu (dinje) nemaju vremena za sazrijevanje, učestalost biljaka se povećava, a kvaliteta proizvoda se pogoršava.

Troškovi hidraulične izgradnje za životnu sredinu primetno su niži u planinskim predelima, gde su akumulacije obično male površine. Međutim, u seizmičkim planinskim područjima, rezervoari mogu izazvati potrese. Povećava se vjerovatnoća odrona i vjerovatnoća katastrofa kao posljedica mogućeg uništenja brana. Tako je 1960. godine u Indiji (država Gunjarat), kao rezultat probijanja brane, voda odnijela 15.000 života.

Zbog specifičnosti tehnologije korišćenja energije vode, hidroenergetski objekti transformišu prirodne procese na veoma duge periode. Na primjer, akumulacija hidroelektrane (ili sistem akumulacija u slučaju kaskade hidroelektrane) može postojati desetinama i stotinama godina, dok na mjestu prirodnog vodotoka nastaje objekt koji je napravio čovjek uz umjetnu regulaciju prirodni procesi - prirodno-tehnički sistem (NTS). U ovom slučaju, zadatak se svodi na formiranje takvog PTS-a koji bi osigurao pouzdano i ekološki sigurno formiranje kompleksa. Istovremeno, odnos između glavnih podsistema PTS-a (objekat koji je napravio čovjek i prirodno okruženje) može biti značajno različit u zavisnosti od odabranih prioriteta – tehničkih, ekoloških, socio-ekonomskih, itd., te principa okoliša. sigurnost se može formulisati, na primjer, kao održavanje određenog stabilnog stanja stvorenog PTS-a.

Efikasan način za smanjenje plavljenja teritorija je povećanje broja HE u kaskadi sa smanjenjem pritiska u svakoj fazi i, posljedično, površine rezervoara.

Drugi ekološki problem hidroenergetike vezan je za procjenu kvaliteta vodene sredine. Sadašnje zagađenje vode nije uzrokovano tehnološkim procesima proizvodnje električne energije u hidroelektranama (volumen zagađenja otpadnih voda iz hidroelektrana je neznatno mali udio ukupne mase zagađenja privrednog kompleksa), već loš kvalitet sanitarno-tehničkih radova prilikom izrade akumulacija i ispuštanja neprečišćenih efluenta u vodne objekte.

Većina nutrijenata koje donose rijeke zadržavaju se u akumulacijama. Po toplom vremenu, alge su sposobne da se umnožavaju u masama u površinskim slojevima rezervoara bogatog nutrijentima ili eutrofnog rezervoara. Tokom fotosinteze, alge troše hranljive materije iz rezervoara i proizvode velike količine kiseonika. Mrtve alge daju vodi neprijatan miris i ukus, pokrivaju dno debelim slojem i sprečavaju ljude da se odmaraju na obalama rezervoara.

Prvih godina nakon što se rezervoar napuni, u njemu se pojavljuje mnogo raspadnute vegetacije, a „novo“ tlo može dramatično smanjiti nivo kiseonika u vodi. Truljenje organske tvari može dovesti do oslobađanja ogromnih količina stakleničkih plinova - metana i ugljičnog dioksida.

S obzirom na uticaj HE na životnu sredinu, ipak treba napomenuti funkciju HE koja spašava živote. Dakle, proizvodnja svake milijarde kWh električne energije u hidroelektranama umjesto u termoelektranama dovodi do smanjenja smrtnosti za 100-226 ljudi godišnje.

3. Problemi nuklearne energije

Nuklearna energija se trenutno može smatrati najperspektivnijom. To je zbog relativno velikih zaliha nuklearnog goriva i blagog utjecaja na okoliš. Prednosti uključuju i mogućnost izgradnje nuklearne elektrane bez vezivanja za ležišta resursa, jer njihov transport ne zahtijeva značajne troškove zbog malih količina. Dovoljno je reći da vam 0,5 kg nuklearnog goriva omogućava da dobijete energiju koliko i sagorijevanje 1000 tona uglja.

Poznato je da su procesi u osnovi proizvodnje energije u nuklearnim elektranama - reakcije fisije atomskih jezgri - mnogo opasniji od, na primjer, procesa sagorijevanja. Zbog toga, prvi put u istoriji industrijskog razvoja, nuklearna energija implementira princip maksimalne sigurnosti uz najveću moguću produktivnost pri proizvodnji energije.

Dugogodišnje iskustvo u radu nuklearnih elektrana u svim zemljama pokazuje da one nemaju značajan uticaj na životnu sredinu. Do 2000. godine prosječno vrijeme rada NEK iznosilo je 20 godina. Pouzdanost, sigurnost i ekonomska efikasnost nuklearnih elektrana zasniva se ne samo na striktnoj regulaciji procesa rada nuklearnih elektrana, već i na svođenju na apsolutni minimum uticaja nuklearnih elektrana na životnu sredinu.

U tabeli. 4 su dati uporedni podaci nuklearnih elektrana i termoelektrana o potrošnji goriva i zagađenju životne sredine za godinu snage 1000 MW.

Potrošnja goriva i zagađenje životne sredine

Tokom normalnog rada nuklearnih elektrana, ispuštanja radioaktivnih elemenata u okoliš su izuzetno neznatna. U prosjeku su 2-4 puta manje nego kod termoelektrana istog kapaciteta.

Do maja 1986. godine, 400 energetskih jedinica koje rade u svijetu i daju više od 17% električne energije povećalo je prirodnu pozadinu radioaktivnosti za najviše 0,02%. Prije katastrofe u Černobilju u našoj zemlji nijedna industrija nije imala niži stepen industrijskih ozljeda od nuklearnih elektrana. 30 godina prije tragedije u nesrećama je poginulo 17 ljudi, a ni tada ne zbog radijacije. Nakon 1986. godine, glavna ekološka opasnost od nuklearnih elektrana počela se povezivati s mogućnošću nesreće. Iako je njihova vjerovatnoća u modernim nuklearnim elektranama mala, nije isključena. Među najveće nesreće ove vrste spada nesreća koja se dogodila na četvrtom bloku nuklearne elektrane u Černobilju.

Prema različitim izvorima, ukupno oslobađanje produkata fisije iz onih sadržanih u reaktoru kretalo se od 3,5% (63 kg) do 28% (50 tona). Poređenja radi, treba napomenuti da je bomba bačena na Hirošimu dala samo 740 g radioaktivnog materijala.

Kao rezultat nesreće u nuklearnoj elektrani Černobil, radioaktivnoj kontaminaciji je podvrgnuta teritorija u radijusu od više od 2 hiljade km, koja pokriva više od 20 država. Unutar granica bivšeg SSSR-a pogođeno je 11 regija u kojima živi 17 miliona ljudi. Ukupna površina kontaminiranih teritorija prelazi 8 miliona hektara, odnosno 80.000 km 2 . U Rusiji su najviše stradale regije Bryansk, Kaluga, Tula i Oryol. Tačke zagađenja postoje u Belgorodu, Rjazanju, Smolensku, Lenjingradu i drugim regionima. U nesreći je umrla 31 osoba, a više od 200 osoba dobilo je dozu zračenja koja je dovela do radijacijske bolesti. Iz najopasnije (30 km) zone odmah nakon nesreće evakuisano je 115 hiljada ljudi. Povećava se broj žrtava i broj evakuisanih stanovnika, širi se zona kontaminacije kao rezultat kretanja radioaktivnih materija vjetrom, požara, transporta itd. Posljedice nesreće će uticati na živote nekoliko generacija.

Nakon nesreće u Černobilu u mnogim državama, na zahtjev javnosti, programi izgradnje nuklearnih elektrana privremeno su obustavljeni ili obustavljeni, ali je nuklearna energija nastavila da se razvija u 32 zemlje.

Sada su rasprave o prihvatljivosti ili neprihvatljivosti nuklearne energije počele da opadaju, postalo je jasno da svijet ne može ponovo uroniti u mrak niti se pomiriti s izuzetno opasnim djelovanjem ugljičnog dioksida i drugih produkata izgaranja fosilnih goriva na atmosferu. štetno za ljude. Već tokom 1990. godine na mrežu je priključeno 10 novih nuklearnih elektrana. Izgradnja nuklearnih elektrana ne prestaje: do kraja 1999. godine u svijetu je bilo u pogonu 436 nuklearnih blokova, u odnosu na 434 registrovana 1998. godine. Ukupna električna snaga elektrana koje rade u svijetu iznosi oko 335 GW (1 GW = 1000 MW = 10 9 W). Nuklearne elektrane koje rade pokrivaju 7% svjetskih energetskih potreba, a njihov udio u svjetskoj proizvodnji električne energije iznosi 17%. Samo u zapadnoj Evropi nuklearne elektrane proizvode u prosjeku oko 50% sve električne energije.

Ako sada sve nuklearne elektrane koje rade u svijetu zamijenimo termoelektranama, globalna ekonomija, cijela naša planeta i svaki čovjek pojedinačno, pretrpjeli bi nepopravljivu štetu. Ovaj zaključak se zasniva na činjenici da proizvodnja energije u nuklearnim elektranama istovremeno sprečava godišnje oslobađanje do 2300 miliona tona ugljen-dioksida, 80 miliona tona sumpor-dioksida i 35 miliona tona azotnih oksida u Zemljinu atmosferu smanjenjem količina fosilnog goriva sagorenog u termoelektranama. Osim toga, pri sagorijevanju organsko gorivo (ugalj, nafta) ispušta u atmosferu ogromnu količinu radioaktivnih tvari koje sadrže uglavnom izotope radijuma s vremenom poluraspada od oko 1600 godina! U tom slučaju ne bi bilo moguće izdvojiti sve te opasne tvari iz atmosfere i zaštititi stanovništvo Zemlje od njihovog utjecaja. Evo samo jednog konkretnog primjera. Zatvaranje nuklearne elektrane Barsebæk-1 u Švedskoj dovelo je do toga da je Švedska počela uvoziti struju iz Danske prvi put u posljednjih 30 godina. Ekološke posljedice ovoga su sljedeće: u termoelektranama na ugalj u Danskoj izgorjelo je dodatnih skoro 350 hiljada tona uglja iz Rusije i Poljske, što je dovelo do povećanja emisije ugljičnog dioksida za 4 miliona tona (!) po jednom. godine i značajno povećanje količine kiselih kiša koje padaju u cijelom južnom dijelu Švedske.

Izgradnja nuklearnih elektrana odvija se na udaljenosti od 30-35 km od velikih gradova. Lokacija treba da bude dobro provetrena, ne poplavljena tokom poplava. Oko nuklearke predviđeno je mjesto za sanitarnu zaštitnu zonu u kojoj je stanovništvu zabranjen boravak.

U Ruskoj Federaciji trenutno radi 29 elektrana u devet nuklearnih elektrana ukupne instalisane električne snage 21,24 GW. U 1995-2000 nuklearne elektrane u Rusiji proizvele su više od 13% ukupne proizvodnje električne energije u zemlji, sada - 14,4%. Po ukupnom instaliranom kapacitetu nuklearnih elektrana, Rusija je na petom mjestu nakon SAD-a, Francuske, Japana i Njemačke. Trenutno, više od 100 milijardi kWh proizvedenih u nuklearnim jedinicama zemlje daje značajan i neophodan doprinos energetskom snabdijevanju njenog evropskog dijela – 22% ukupne proizvedene električne energije. Električna energija proizvedena u nuklearnim elektranama je za više od 30% jeftinija nego u termoelektranama na fosilna goriva.

Sigurnost rada nuklearnih elektrana jedan je od najvažnijih zadataka ruske nuklearne industrije. Svi planovi za izgradnju, rekonstrukciju i modernizaciju nuklearnih elektrana u Rusiji provode se samo uzimajući u obzir savremene zahtjeve i standarde. Studija stanja glavne opreme operativnih ruskih nuklearnih elektrana pokazala je da je sasvim moguće produžiti njen radni vijek za još najmanje 5-10 godina. Štaviše, zahvaljujući implementaciji odgovarajućeg skupa radova za svaku energetsku jedinicu, uz održavanje visokog nivoa sigurnosti.

Kako bi se osigurao dalji razvoj nuklearne energije u Rusiji 1998. godine, usvojen je „Program razvoja nuklearne energije u Ruskoj Federaciji za 1998-2000. i za period do 2010. godine”. Napominje da su 1999. godine ruske NEK proizvele 16% više energije nego 1998. Za proizvodnju ove količine energije u termoelektranama bilo bi potrebno 36 milijardi m 3 gasa u vrijednosti od 2,5 milijardi dolara u izvoznim cijenama. Povećanje potrošnje energije u zemlji od 90% osigurano je njenom proizvodnjom u nuklearnim elektranama.

Procjenjujući izglede za razvoj svjetske nuklearne energije, većina autoritativnih međunarodnih organizacija koje se bave proučavanjem globalnih problema goriva i energije sugerira da će nakon 2010-2020. u svijetu će se ponovo povećati potreba za velikom izgradnjom nuklearnih elektrana. Prema realnoj verziji, predviđa se da će sredinom XXI veka. oko 50 zemalja imaće nuklearnu energiju. Istovremeno, ukupni instalirani električni kapaciteti nuklearnih elektrana u svijetu će se skoro udvostručiti do 2020. godine i dostići 570 GW, a do 2050. godine 1100 GW.

4. Neki načini rješavanja problema moderne energetike

Nesumnjivo je da će u bliskoj budućnosti toplotna energija ostati dominantna u energetskom bilansu svijeta i pojedinih zemalja. Postoji velika vjerovatnoća povećanja udjela uglja i drugih vrsta manje čistih goriva u proizvodnji energije. S tim u vezi razmotrićemo neke načine i metode njihove upotrebe, koji mogu značajno smanjiti negativan uticaj na životnu sredinu. Ove metode se uglavnom zasnivaju na poboljšanju tehnologija pripreme goriva i prikupljanju opasnog otpada. Među njima su sljedeće:

1. Upotreba i unapređenje uređaja za čišćenje. Trenutno mnoge termoelektrane hvataju uglavnom čvrste emisije koristeći različite vrste filtera. Sumpor dioksid, najagresivniji zagađivač, ne hvata se u mnogim termoelektranama ili je zarobljen u ograničenoj količini. Istovremeno, postoje termoelektrane (SAD, Japan) koje provode gotovo potpuno prečišćavanje od ovog zagađivača, kao i od dušikovih oksida i drugih štetnih zagađivača. Za to se koriste posebne instalacije za odsumporavanje (za hvatanje sumpor-dioksida i trioksida) i denitrifikaciju (za hvatanje dušikovih oksida). Najšire zahvaćeni oksidi sumpora i dušika odvijaju se propuštanjem dimnih plinova kroz otopinu amonijaka. Krajnji proizvodi takvog procesa su amonijum nitrat, koji se koristi kao mineralno đubrivo, ili rastvor natrijum sulfita (sirovina za hemijsku industriju). Takve instalacije zahvataju do 96% sumpornih oksida i više od 80% azotnih oksida. Postoje i druge metode prečišćavanja od ovih gasova.

2. Smanjenje ulaska sumpornih jedinjenja u atmosferu kroz preliminarnu desulfurizaciju (desulfurizaciju) uglja i drugih goriva (nafta, gas, uljni škriljci) hemijskim ili fizičkim metodama. Ove metode omogućavaju izdvajanje od 50 do 70% sumpora iz goriva prije njegovog sagorijevanja.

3. Velike i stvarne mogućnosti za smanjenje ili stabilizaciju protoka zagađenja u životnu sredinu povezane su sa uštedom energije. Takve mogućnosti su posebno velike zbog smanjenja energetskog intenziteta dobijenih proizvoda. Na primjer, u Sjedinjenim Državama je u prosjeku potrošeno 2 puta manje energije po jedinici proizvodnje nego u bivšem SSSR-u. U Japanu je ova potrošnja bila tri puta manja. Uštede energije nisu ništa manje stvarne smanjenjem potrošnje metala proizvoda, poboljšanjem njihovog kvaliteta i produženjem životnog veka proizvoda. Obećavajuće je ušteda energije prelaskom na naučno-intenzivne tehnologije povezane s korištenjem kompjutera i drugih uređaja niske struje.

4. Ništa manje značajne su mogućnosti uštede energije u svakodnevnom životu i na radu poboljšanjem izolacijskih svojstava zgrada. Prava ušteda energije dolazi od zamjene žarulja sa žarnom niti sa efikasnošću od oko 5% fluorescentnim sijalicama, čija je efikasnost nekoliko puta veća. Izuzetno je rasipno koristiti električnu energiju za proizvodnju topline. Važno je imati na umu da je proizvodnja električne energije u termoelektranama povezana s gubitkom približno 60-65% toplinske energije, a u nuklearnim elektranama - najmanje 70% energije. Energija se također gubi kada se prenosi preko žica na daljinu. Stoga je direktno sagorijevanje goriva za proizvodnju topline, posebno plina, mnogo efikasnije od pretvaranja u električnu energiju, a zatim natrag u toplinu.

5. Efikasnost goriva se također značajno povećava kada se koristi umjesto termoelektrane u termoelektrani. U potonjem slučaju, objekti dobivanja energije su bliži mjestima njene potrošnje, a time se smanjuju gubici povezani s prijenosom na daljinu. Zajedno sa električnom energijom, u CHP postrojenjima se koristi i toplina, koju zahvataju rashladna sredstva. Ovo značajno smanjuje vjerovatnoću termičkog zagađenja vodenog okoliša. Najekonomičnije je dobiti energiju u malim CHP postrojenjima (jogenacija) direktno u zgradama. U tom slučaju gubici topline i električne energije su svedeni na minimum. Takve metode u pojedinim zemljama se sve više koriste.

Zaključak

Dakle, pokušao sam da pokrijem sve aspekte tako aktuelne teme danas kao što je "Ekološki problemi povezani sa razvojem energetike". Nešto sam već znao iz prezentiranog materijala, ali sam se sa nečim prvi put susreo.

Na kraju bih dodao da su ekološki problemi među globalnim problemima svijeta. Političku, ekonomsku, ideološku, vojnu diktaturu zamijenila je okrutnija i nemilosrdnija diktatura - diktatura ograničenih resursa biosfere. Granice u promijenjenom svijetu danas ne određuju političari, ne granične patrole i ne carinska služba, već regionalni ekološki obrasci.

Withspisak korišćene literature

1. Akimova T.A. Ekologija. - M.: "UNITI", 2000

2. Dyakov A.F. Glavni pravci razvoja energetike u Rusiji. - M.: "Feniks", 2001

3. Kiselev G.V. Problem razvoja nuklearne energije. - M.: "Znanje", 1999.

4. Hwang T.A. Industrijska ekologija. - M.: "Feniks", 2003

Slični dokumenti

Struktura kompleksa goriva i energije: industrija nafte, uglja, gasa, elektroprivreda. Energetski uticaj na životnu sredinu. Glavni faktori zagađenja. Izvori prirodnog goriva. Upotreba alternativne energije.

prezentacija, dodano 26.10.2013

Metode za proizvodnju električne energije i srodni ekološki problemi. Rješavanje ekoloških problema za termo i nuklearne elektrane. Alternativni izvori energije: solarna energija, energija vjetra, plime i oseke, geotermalna energija i energija biomase.

prezentacija, dodano 31.03.2015

Utjecaj nuklearnih postrojenja na okoliš. Problem termičkog zagađenja vodnih tijela. Godišnje ekološke modulacije zooplanktocenoza u rashladnom ribnjaku Novo-Voronješke NPP. potreba za integrisanim monitoringom vodenih ekosistema.

sažetak, dodan 28.05.2015

Nafta i gas su sedimentni minerali. Industrija prerade nafte i plina Hanti-Mansijskog autonomnog okruga. Ekološki problemi povezani sa proizvodnjom nafte i gasa u okrugu. Načini rješavanja ekoloških problema u Khanty-Mansijskom autonomnom okrugu.

sažetak, dodan 17.10.2007

Suština lokalnih, regionalnih i globalnih ekoloških problema našeg vremena. Industrija kao faktor uticaja na životnu sredinu, njen uticaj na različite komponente životne sredine. Načini rješavanja problema i poboljšanja upravljanja prirodom.

sažetak, dodan 17.12.2009

Analiza ekoloških problema vezanih za uticaj gorivno-energetskog kompleksa i termoelektrana na životnu sredinu. Priroda tehnogenog uticaja. Nivoi distribucije štetnih emisija. Zahtjevi za ekološki prihvatljive termoelektrane.

sažetak, dodan 20.11.2010

Ljudski uticaj na životnu sredinu. Osnove ekoloških problema. Efekat staklene bašte (globalno zagrijavanje): istorijat, znaci, moguće ekološke posljedice i načini rješavanja problema. Kisele precipitacije. Uništavanje ozonskog omotača.

seminarski rad, dodan 15.02.2009

sažetak, dodan 26.08.2014

sažetak, dodan 30.10.2012

Sve veće regionalne ekološke krize sa razvojem ljudskog društva. Karakteristične karakteristike našeg vremena su intenziviranje i globalizacija uticaja čovjeka na njegovu prirodnu sredinu. Zagađenje litosfere, hidrosfere i atmosfere.

Podijeli: